(57)【要約】【課題】  水中ミキサから搬送される水の回転方向の速度成分を、汚水処理槽の底面に沿った直線状の速度成分に円滑に変換することによって、汚水処理槽の循環効率を向上させる。【解決手段】  汚水処理槽１１には、槽の底面よりも上方において水中ミキサ１２が下向きに吊り下げされている。汚水処理槽１１の底面には、整流部材１０が固定されている。整流部材１０は、水中ミキサ１２の真下に配置されている。整流部材１０は、上方に突出する略円錐状の突起物１７と、突起物１７の斜面上に平面視略放射状に配置された４枚の案内羽根１８とから構成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水処理槽内の水の流れを案内する整流部材であって、
前記汚水処理槽内には、軸流式又は斜流式の水中ポンプが槽の底面よりも上方において下向きに設置され、
平面視略放射状に延びる複数の案内羽根を備え、前記水中ポンプの真下に配置される汚水処理槽の整流部材。
【請求項２】
前記汚水処理槽の底面に固定されている請求項１に記載の汚水処理槽の整流部材。
【請求項３】
少なくとも側方が開放されたフレームを介して前記水中ポンプに取り付けられている請求項１に記載の汚水処理槽の整流部材。
【請求項４】
前記各案内羽根の中心側は平面視渦巻状に形成され、外側は平面視放射状に形成されている請求項１〜３のいずれか一つに記載の汚水処理槽の整流部材。
【請求項５】
上方に突出する略円錐状の突起物を備え、
前記各案内羽根は、前記突起物の頂部から前記突起物の側面に沿って設けられている請求項１〜４のいずれか一つに記載の汚水処理槽の整流部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水処理槽に設置される整流部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、下水処理場や貯水場等において、汚水処理槽内に軸流ポンプ又は斜流ポンプを下向きに設置してなる汚水処理装置が知られている。この種の汚水処理装置では、上記ポンプが汚水を下向きに搬送することによって、汚水処理槽内の全体に循環流が発生する。これにより、汚水処理槽の底面付近においても水流を生じさせることができ、固形物の沈降を防止することができる。また、汚水処理槽内の汚水を滞留させることなく、効率的な汚水処理が可能となる。
【０００３】
ところで、ポンプから下向きに搬送された水は、いったん汚水処理槽の底面に衝突した後、底面に沿って横方向に流れていく。そのため、ポンプから下向きに搬送された水は、底面付近で流れ方向が急激に変更されることになる。そこで、水流の方向変更を円滑化するため、汚水処理槽の底面に整流部材を設けることが提案されている。
【０００４】
例えば、図８に示すように、汚水処理槽１０２の底面に円錐状の突起物１０１を設けた装置が知られている（例えば特許文献１参照）。当該装置では、ポンプ１００から下向きに搬送された水を突起物１０１に沿って方向変更させることにより、水の流れを円滑化している。
【特許文献１】特開２００３−１８１２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、軸流式又は斜流式のポンプ１００から搬送される水の流れは、実際には下向きの単純な流れではなく、螺旋状の流れである。上記装置では、下向きの水の流れを横向きに方向変更することはできるものの、ポンプ１００からの旋回流１０３を底面に沿った直線的な流れに変換することはできなかった。
【０００６】
すなわち、ポンプ１００から搬送される水の流れには、ポンプ１００の軸方向に沿った下向きの速度成分だけでなく、回転方向の速度成分も含まれる。ところが、円錐状の突起物１０１は、下向きの成分を横向きの成分に変換することはできるが、回転方向の成分を直線状の成分に変換することはできなかった。その結果、従来の装置では、水流の回転方向成分を十分に活用することはできなかった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ポンプから搬送される水の回転方向の速度成分を、汚水処理槽の底面に沿った直線状の速度成分に円滑に変換することによって、汚水処理槽の循環効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る整流部材は、汚水処理槽内の水の流れを案内する整流部材であって、前記汚水処理槽内には、軸流式又は斜流式の水中ポンプが槽の底面よりも上方において下向きに設置される。そして、本発明に係る整流部材は、平面視略放射状に延びる複数の案内羽根を備え、前記水中ポンプの真下に配置される。
【０００９】
これにより、水中ポンプから下向きに搬送された水は、当該ポンプの真下に位置する整流部材に衝突する。整流部材には平面視略放射状に延びる複数の案内羽根が設けられているので、上記ポンプからの水流は、当該案内羽根によって案内される。その結果、水流の旋回方向成分は放射状に広がる方向の成分に変換され、水流の直線方向の成分が大きくなる。したがって、上記ポンプからの水は、平面視略放射状に円滑に流れる。また、汚水処理槽内の全体にわたって汚水は円滑に循環する。
【００１０】
なお、本明細書で言うところの略放射状とは、全体的に見れば放射状に広がっているような状態を意味する。言い換えると、中心側から外側に向かって広がっている状態を意味する。したがって、羽根の全部又は一部が厳密な意味での放射状である必要はない。外側に向かって広がるような他の形状、例えばいわゆる渦巻状なども略放射状に含まれる。
【００１１】
前記整流部材は、前記汚水処理槽の底面に固定されていることが好ましい。
【００１２】
このことにより、水流の旋回方向成分は、汚水処理槽の底面に沿って放射状に広がる成分に変換される。したがって、汚水処理槽の底面に沿った水流の速度が増加し、固形物の沈降等をより効果的に防止することができる。
【００１３】
前記整流部材は、少なくとも側方が開放されたフレームを介して前記水中ポンプに取り付けられていてもよい。
【００１４】
このことにより、整流部材はフレームを介して水中ポンプに取り付けられているので、汚水処理槽内に水中ポンプを設置するだけで、整流部材も併せて設置することができる。したがって、予め整流部材を汚水処理槽内に固定しておく必要はない。また、整流部材と水中ポンプとの位置合わせが容易になる。
【００１５】
前記各案内羽根の中心側は平面視渦巻状に形成され、外側は平面視放射状に形成されていることが好ましい。
【００１６】
このことにより、水流の旋回方向成分が比較的大きい中心側の領域においては、案内羽根は平面視渦巻状に形成されているので、水流の圧力損失を抑えながら流れ方向を穏やかに変更することができる。一方、水流の旋回方向成分が比較的小さい外側の領域においては、案内羽根は平面視放射状に形成されているので、水流をより効果的に放射状に導くことができる。
【００１７】
前記整流部材は、上方に突出する略円錐状の突起物を備え、前記各案内羽根は、前記突起物の頂部から前記突起物の側面に沿って設けられていることが好ましい。
【００１８】
このことにより、水中ポンプから下向きに搬送された水は、案内羽根によって放射状に案内されると共に、上記突起物に沿って横向きに方向変更される。したがって、水流をより効果的に導くことができ、汚水処理槽内の汚水の循環効率を更に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、水中ポンプからの水流の旋回方向成分を、略放射状の成分に円滑に変換することができる。したがって、水流の圧力損失を低減することができる。また、汚水処理槽の底面に沿った水平方向の流れの速度を増加させることが可能となる。その結果、汚水処理槽内における汚水の循環効率を高めることができ、汚水処理を効率化することができる。
【００２０】
少なくとも側方が開放されたフレームを介して整流部材を水中ポンプに取り付けることとすれば、整流部材を予め汚水処理槽内に固定しておく必要がなくなる。また、整流部材と水中ポンプとの位置合わせが容易になる。
【００２１】
各案内羽根の中心側を平面視渦巻状に形成し、外側を平面視放射状に形成することとすれば、水流をより円滑に案内することができる。したがって、水流の圧力損失をより低減することができ、汚水の循環効率を更に向上させることができる。
【００２２】
上方に突出する略円錐状の突起物を備え、各案内羽根を前記突起物の頂部から側面に沿って配置することとすれば、旋回方向の流れを放射状に案内することができると同時に、下向きの流れを横方向に直接的に方向変更することができるので、汚水の循環効率をより一層向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態に係る整流部材１０は、汚水処理槽１１の底面に固定されている。本実施形態では、整流部材１０は汚水処理槽１１の底面の中央部分に設置されている。ただし、整流部材１０の設置位置は何ら限定されるものではない。
【００２５】
整流部材１０の真上には、プロペラ式の水中ミキサ１２が設けられている。水中ミキサ１２は、汚水処理槽１１の上端開口部に吊下状に固定した図示しないフレームの下端部に取り付けられ、汚水処理槽１１の底面よりも上方において下向きの姿勢で設置されている。水中ミキサ１２の設置高さは特に限定されないが、本実施形態では、水中ミキサ１２は汚水処理槽１１内の下側に配置されている。なお、図中１３は、水中ミキサ１２のモータ１４への給電ケーブルを示す。
【００２６】
図２に示すように、水中ミキサ１２は、モータ１４と、モータ１４の回転軸に取り付けられたプロペラ１５と、プロペラ１５の側方を覆う略環状のカバー１６とを備えている。プロペラ１５はモータ１４の下方に位置しており、上方から吸い込んだ水を下向きに吐出するように下向きに設置されている。
【００２７】
図２〜図４に示すように、整流部材１０は、上方に突出する略円錐形状の突起物１７と、突起物１７の側面に立設された４枚の案内羽根１８とを備えている。突起物１７の頂部は平坦面１９となっている。案内羽根１８は、中心側から外側に向かって開いたような形状に配置されている。すなわち、案内羽根１８は、突起物１７の平坦面１９の近傍から突起物１７の側面に沿って外側に延びており、平面視略放射状に配置されている。より具体的には、図４に示すように、各案内羽根１８は中心側が渦巻状に形成され、外側が放射状に形成されている。各案内羽根１８の外側は突起物１７の側面からはみ出しており、汚水処理槽１１の底面に接触している。
【００２８】
整流部材１０は水中ミキサ１２の真下に配置されている。ここでは、突起物１７の平坦面１９は、水中ミキサ１２の回転軸の真下に位置しており、整流部材１０と水中ミキサ１２とは中心位置が揃っている。図４における破線矢印は、水中ミキサ１２のプロペラ１５の回転方向を表している。図４から分かるように、水中ミキサ１２からの旋回流を円滑に方向変更するように、案内羽根１８の渦巻方向はプロペラ１５の回転方向に応じた方向に設定されている。
【００２９】
汚水処理の際には水中ミキサ１２が駆動され、図１に示すように、汚水処理槽１１内において汚水が循環する。すなわち、上方から水中ミキサ１２に吸い込まれた水は、下方に向かって吐出され、整流部材１０に衝突する。整流部材１０に衝突した水は、以下のようにして流れ方向が変更される。
【００３０】
すなわち、水中ミキサ１２から吐出された水流は、下向きの速度成分と共に旋回方向の速度成分を有する。ところが、整流部材１０は円錐状の突起物１７を備えているので、水流は突起物１７の側面に沿って流れ、下向きの速度成分は当該突起物１７によって水平方向の速度成分に円滑に変換される。また、整流部材１０は略放射状の複数の案内羽根１８を備えているので、水流は案内羽根１８に沿って流れ、旋回方向の速度成分は当該案内羽根１８によって直線状の速度成分に変換される。
【００３１】
このことにより、水中ミキサ１２からの水流は、大きな抵抗を受けることなく円滑に流れ方向を変更する。その結果、水流の圧力損失が少なくなり、汚水処理槽１１の底面に沿った水流の速度は大きくなる。したがって、底面に沿った水流が汚水処理槽１１の端部にまで行き渡り、汚水処理槽１１内の全体にわたって良好な循環を生じさせることができる（図１参照）。また、汚水処理槽１１の底面に沈降物が滞留することを防止することができる。
【００３２】
以上のように、本実施形態によれば、水中ミキサ１２から下向きに螺旋状に流れる水流を、汚水処理槽１１の底面に沿って円滑に方向変更することができる。したがって、汚水処理槽１１の底部における水の流れを活発化することができる。また、汚水処理槽１１の全体にわたって汚水を良好に循環させることができ、汚水を効率よく撹拌することができる。
【００３３】
整流部材１０の案内羽根１８は、上側が開放された構造を有している。したがって、汚水中に異物が含まれていたとしても、異物は案内羽根１８に絡まりにくい。そのため、整流部材１０は、夾雑物等を含んだ汚水に対しても十分な整流作用を施すことができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、整流部材１０の案内羽根１８の枚数は４枚であったが、その枚数は４枚に限定されるものではない。案内羽根１８の形状も特に限定されるものではない。案内羽根１８は、平面視略放射状に形成されていればよく、勿論その全体が厳密な放射状に形成されていてもよい。また、その全体が渦巻状、円弧状、弓状、又はその他の曲線状に形成されていてもよい。また、各種の曲線形状又は直線形状を組み合わせることによって全体として略放射状に形成されていてもよい。
【００３５】
上記実施形態では、整流部材１０は汚水処理槽１１の底面に固定されていた。しかし、図５に示すように、整流部材１０はフレーム２０を介して水中ミキサ１２に取り付けられていてもよい。図５に示す変形例では、水中ミキサ１２には、下方に延びる複数の棒状部材からなるフレーム２０が固定されている。そして、整流部材１０は、汚水処理槽１１の底面に接触した状態でフレーム２０の下端部に固定されている。なお、フレーム２０は水流を案内する部材ではなく、その側方は大きく開放されている。
【００３６】
汚水処理槽１１には、上下方向に延びるガイド棒２１が設けられている。水中ミキサ１２には、ガイド棒２１と係合する係合部材（図示せず）が設けられている。水中ミキサ１２及び整流部材１０を汚水処理槽１１に設置する際には、上記係合部材とガイド棒２１とを係合させ、整流部材１０が汚水処理槽１１の底面に接触するまで水中ミキサ１２をガイド棒２１に沿って吊り下ろす。これにより、水中ミキサ１２及び整流部材１０を容易に設置することができる。
【００３７】
本変形例によれば、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、整流部材１０を予め汚水処理槽１１内に固定しておく必要がなくなり、水中ミキサ１２を設置すると整流部材１０も併せて設置されることになるので、整流部材１０を容易に設置することができる。
【００３８】
なお、図１〜図４に示した前記実施形態においても、汚水処理槽１１内に水中ミキサ１２の昇降を案内するガイド棒を設けてもよいことは勿論である。
【００３９】
上記実施形態及び変形例では、整流部材１０は汚水処理槽１１の底面上に設けられていた。しかし、汚水処理槽１１の底面に架台を設け、整流部材１０を当該架台上に設置してもよい。また、整流部材１０を汚水処理槽１１の底面よりも若干上方の位置に吊り下げ支持することも可能である。図５の変形例において、水中ミキサ１２及び整流部材１０を若干高い位置に吊り下げ支持するようにしてもよい。
【００４０】
前記整流部材１０は突起物１７と案内羽根１８とから構成されていたが、専ら水流の旋回方向成分を放射状成分に変換することを目的とする場合には、突起物１７を省略してもよい。例えば図６に示すように、汚水処理槽１１の底面上に案内羽根１８を直接設けるようにしてもよい。
【００４１】
上記実施形態及び変形例では、整流部材１０は汚水処理槽１１の中央部に設けられていた（図７（ａ）参照）。しかし、整流部材１０は、汚水処理槽１１の任意の位置に設けることができる。例えば、図７（ｂ）に示すように、整流部材１０を汚水処理槽１１の隅部の近傍に設けることも可能である。このような場合には、汚水処理槽１１の全体にわたって汚水を効率的に循環するために、整流部材１０の設置位置に応じて案内羽根１８の長さや形状等を適宜変更することが好ましい。例えば、汚水処理槽１１の中央側の案内羽根１８を、端側の案内羽根１８よりも長く形成してもよい。また、案内羽根１８の羽根間隔を不等間隔としてもよい。
【００４２】
水中ポンプは、プロペラ式の水中ミキサ１２に限らず、他の軸流式ポンプ又は斜流式ポンプであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上説明したように、本発明は、下水処理場や貯水場等における汚水処理槽の汚水の整流に関して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】汚水処理槽の断面図である。
【図２】整流部材及び水中ミキサの側面図である。
【図３】整流部材の斜視図である。
【図４】整流部材の平面図である。
【図５】変形例に係る汚水処理槽の断面図である。
【図６】変形例に係る整流部材を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ整流部材の設置位置を示す図である。
【図８】従来の汚水処理槽の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  整流部材
１１  汚水処理槽
１２  水中ミキサ（水中ポンプ）
１３  給電ケーブル
１４  モータ
１５  プロペラ
１６  カバー
１７  突起物
１８  案内羽根
１９  平坦面
２０  フレーム
２１  ガイド棒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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